Nhịn ăn làm tăng khả năng tái sinh của tế bào gốc

Tế bào gốc ruột từ chuột nhịn ăn (tình trạng tiêu thụ và dung nạp ít calo) trong 24 giờ (hình phải) tạo ra nhiều hạt cơ quan ruột (intestinal organoids) hơn tế bào gốc từ chuột không nhịn ăn (hình trái). Credit: Maria Mihaylova và Chia-Wei Cheng.

Tuy nhiên, dựa vào nghiên cứu mới đây của MIT (Massachusetts Institute of Technology), sự mất chức năng của tế bào gốc liên quan đến tuổi tác có thể đảo ngược bằng cách nhịn ăn trong 24 giờ. Họ nhận thấy rằng nhịn ăn có thể cải thiện khả năng tái tạo của tế bào gốc ở cả chuột nhỏ và lớn tuổi.

Ở chuột nhịn ăn, tế bào bắt đầu phân hủy acid béo thay vì glucose, và sự thay đổi này làm tăng khả năng tái sinh của tế bào gốc. Kết quả này có thể giúp tăng khả năng hồi phục của người lớn tuổi sau khi bị nhiễm GI (Gastrointestinal Infections) hoặc bệnh nhân ung thư đang trải qua hóa trị.

Omer Yilmaz, một trợ giảng ở MIT, thành viên của Viện Koch về nghiên cứu Ung thư, một trong những tác giả của nghiên cứu nói: “Nhịn ăn ảnh hưởng rất nhiều đến ruột, nó làm tăng khả năng tái sinh cũng như hỗ trợ hồi phục những tổn thương như nhiễm khuẩn hoặc ung thư. Làm cách nào mà việc nhịn ăn có khả năng ảnh hưởng tới sức khỏe chung, như chức năng của tế bào gốc ruột ở người trưởng thành, trong việc sửa chữa những tổn thương, tác dụng trong quá trình lão hóa, là những mối quan tâm của nhóm chúng tôi.”

David Sabatini, giáo sư ở MIT về Sinh học, thành viên của Viện Whitehead về nghiên cứu Y sinh, đồng tác giả của nghiên cứu nói: “Nghiên cứu cung cấp bằng chứng về việc nhịn ăn có thể làm thay đổi con đường trao đổi chất trong tế bào gốc ruột, từ sử dụng carbohydrate thành sử dụng chất béo. Điều thú vị là việc oxi hóa acid béo trong những tế bào này làm tăng cường chức năng của chúng. Những nghiên cứu sâu hơn về quá trình này có thể cung cấp cơ hội điều trị nhằm cải thiện những chứng bệnh liên quan đến lão hóa.”

Tăng cường khả năng tái sinh

Trong nhiều thập kỉ, các nhà khoa học đã biết rằng tiêu thụ ít calo thường đi kèm với kéo dài tuổi thọ ở người và cả những sinh vật khác. Yilmaz và cộng sự rất quan tâm tới việc ăn kiêng gây ảnh hưởng gì ở mức độ phân tử, đặc biệt là ở ruột.

Tế bào gốc ruột chịu trách nhiệm cho tái tạo những tế bào ruột, và chúng thường được làm mới sau mỗi 5 ngày. Khi có tổn thương hoặc nhiễm khuẩn, tế bào gốc sẽ chịu trách nhiệm sửa chữa những hư hỏng có thể xảy ra. Khi già, khả năng tái tạo của tế bào gốc ruột bị mất dần và làm cho quá trình hồi phục của ruột lâu hơn.

Yilma nói: “Tế bào gốc ruột chịu trách nhiệm phân chia để tạo thành các tế bào có chức năng chuyên biệt ở ruột. Đáng chú ý là khi già đi, những tế bào này sẽ mất dần khả năng tái sinh và điều này làm ảnh hưởng đến khả năng sửa chữa những tổn thương ở ruột. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung tìm hiểu chế độ nhịn ăn 24 giờ có thúc đẩy chức năng của tế bào gốc ruột hay không.”

Sau khi chuột nhịn ăn trong 24 giờ, tế bào gốc ruột của chúng được lấy và nuôi trên đĩa nuôi cấy để xác định khả năng tăng sinh. Kết quả cho thấy tế bào gốc từ những con chuột nhịn ăn có khả năng tái tạo gấp đôi so với chuột thường.

Myhaylova nói: “Rõ ràng là chế độ nhịn ăn này có ảnh hưởng mạnh tới khả năng tái tạo của tế bào gốc ruột. Điều này xảy ra ở cả chuột nhỏ và lớn tuổi, và chúng tôi muốn tìm hiểu cơ chế phân tử của hiện tượng này.”

Sự thay đổi quá trình chuyển hóa

Sau khi giải trình tự RNA thông tin từ tế bào gốc của chuột nhịn ăn, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc nhịn ăn cảm ứng tế bào thay đổi quá trình chuyển hóa của chúng, từ việc đốt cháy carbohydrate sang sử dụng acid béo. Sự thay đổi này là do việc hoạt hóa yếu tố phiên mã PPARS, chịu trách nhiệm cho hoạt động của nhiều gene liên quan tới chuyển hóa acid béo.

Những nhà nghiên cứu nhận ra rằng nếu chặn đứng hoạt động của yếu tố phiên mã này, ăn kiêng sẽ không còn giúp tăng khả năng tái sinh của tế bào nữa. Hiện họ đang nghiên cứu làm cách nào sự thay đổi quá trình chuyển hóa này lại kích thích tế bào gốc tăng khả năng tái sinh.

Họ cũng có thể mô phỏng lợi ích của việc ăn kiêng bằng cách sử dụng một phân tử bắt chước chức năng của PPARs để nghiên cứu trên mô hình chuột. Cheng nói: “Điều này rất đáng ngạc nhiên, chỉ cần hoạt hóa một con đường chuyển hóa lại có hiệu quả cải thiện những triệu chứng của quá trình lão hóa.”

Những kết quả này cho thấy việc sử dụng thuốc có thể kích thích sự tái tạo mà không cần bệnh nhân phải nhịn ăn, vì việc nhịn ăn khá khó khăn với hầu hết mọi người. Một số bệnh nhân ung thư đang tiếp nhận hóa trị có thể được lợi từ nghiên cứu này khi tế bào ruột của họ thường bị tổn thương. Điều này cũng có lợi cho người già, những người trải qua nhiễm trùng đường ruột hoặc dạ dày.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang đánh giá hiệu quả của những phương pháp điều trị này và họ cũng đang nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc nhịn ăn lên khả năng tái tạo của những tế bào gốc ở cơ quan khác.

Nguồn: Tuy nhiên, dựa vào nghiên cứu mới đây của MIT (Massachusetts Institute of Technology), sự mất chức năng của tế bào gốc liên quan đến tuổi tác có thể đảo ngược bằng cách nhịn ăn trong 24 giờ. Họ nhận thấy rằng nhịn ăn có thể cải thiện khả năng tái tạo của tế bào gốc ở cả chuột nhỏ và lớn tuổi.

Ở chuột nhịn ăn, tế bào bắt đầu phân hủy acid béo thay vì glucose, và sự thay đổi này làm tăng khả năng tái sinh của tế bào gốc. Kết quả này có thể giúp tăng khả năng hồi phục của người lớn tuổi sau khi bị nhiễm GI (Gastrointestinal Infections) hoặc bệnh nhân ung thư đang trải qua hóa trị.

Omer Yilmaz, một trợ giảng ở MIT, thành viên của Viện Koch về nghiên cứu Ung thư, một trong những tác giả của nghiên cứu nói: “Nhịn ăn ảnh hưởng rất nhiều đến ruột, nó làm tăng khả năng tái sinh cũng như hỗ trợ hồi phục những tổn thương như nhiễm khuẩn hoặc ung thư. Làm cách nào mà việc nhịn ăn có khả năng ảnh hưởng tới sức khỏe chung, như chức năng của tế bào gốc ruột ở người trưởng thành, trong việc sửa chữa những tổn thương, tác dụng trong quá trình lão hóa, là những mối quan tâm của nhóm chúng tôi.”

David Sabatini, giáo sư ở MIT về Sinh học, thành viên của Viện Whitehead về nghiên cứu Y sinh, đồng tác giả của nghiên cứu nói: “Nghiên cứu cung cấp bằng chứng về việc nhịn ăn có thể làm thay đổi con đường trao đổi chất trong tế bào gốc ruột, từ sử dụng carbohydrate thành sử dụng chất béo. Điều thú vị là việc oxi hóa acid béo trong những tế bào này làm tăng cường chức năng của chúng. Những nghiên cứu sâu hơn về quá trình này có thể cung cấp cơ hội điều trị nhằm cải thiện những chứng bệnh liên quan đến lão hóa.”

Tăng cường khả năng tái sinh

Trong nhiều thập kỉ, các nhà khoa học đã biết rằng tiêu thụ ít calo thường đi kèm với kéo dài tuổi thọ ở người và cả những sinh vật khác. Yilmaz và cộng sự rất quan tâm tới việc ăn kiêng gây ảnh hưởng gì ở mức độ phân tử, đặc biệt là ở ruột.

Tế bào gốc ruột chịu trách nhiệm cho tái tạo những tế bào ruột, và chúng thường được làm mới sau mỗi 5 ngày. Khi có tổn thương hoặc nhiễm khuẩn, tế bào gốc sẽ chịu trách nhiệm sửa chữa những hư hỏng có thể xảy ra. Khi già, khả năng tái tạo của tế bào gốc ruột bị mất dần và làm cho quá trình hồi phục của ruột lâu hơn.

Yilma nói: “Tế bào gốc ruột chịu trách nhiệm phân chia để tạo thành các tế bào có chức năng chuyên biệt ở ruột. Đáng chú ý là khi già đi, những tế bào này sẽ mất dần khả năng tái sinh và điều này làm ảnh hưởng đến khả năng sửa chữa những tổn thương ở ruột. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung tìm hiểu chế độ nhịn ăn 24 giờ có thúc đẩy chức năng của tế bào gốc ruột hay không.”

Sau khi chuột nhịn ăn trong 24 giờ, tế bào gốc ruột của chúng được lấy và nuôi trên đĩa nuôi cấy để xác định khả năng tăng sinh. Kết quả cho thấy tế bào gốc từ những con chuột nhịn ăn có khả năng tái tạo gấp đôi so với chuột thường.

Myhaylova nói: “Rõ ràng là chế độ nhịn ăn này có ảnh hưởng mạnh tới khả năng tái tạo của tế bào gốc ruột. Điều này xảy ra ở cả chuột nhỏ và lớn tuổi, và chúng tôi muốn tìm hiểu cơ chế phân tử của hiện tượng này.”

Sự thay đổi quá trình chuyển hóa

Sau khi giải trình tự RNA thông tin từ tế bào gốc của chuột nhịn ăn, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc nhịn ăn cảm ứng tế bào thay đổi quá trình chuyển hóa của chúng, từ việc đốt cháy carbohydrate sang sử dụng acid béo. Sự thay đổi này là do việc hoạt hóa yếu tố phiên mã PPARS, chịu trách nhiệm cho hoạt động của nhiều gene liên quan tới chuyển hóa acid béo.

Những nhà nghiên cứu nhận ra rằng nếu chặn đứng hoạt động của yếu tố phiên mã này, ăn kiêng sẽ không còn giúp tăng khả năng tái sinh của tế bào nữa. Hiện họ đang nghiên cứu làm cách nào sự thay đổi quá trình chuyển hóa này lại kích thích tế bào gốc tăng khả năng tái sinh.

Họ cũng có thể mô phỏng lợi ích của việc ăn kiêng bằng cách sử dụng một phân tử bắt chước chức năng của PPARs để nghiên cứu trên mô hình chuột. Cheng nói: “Điều này rất đáng ngạc nhiên, chỉ cần hoạt hóa một con đường chuyển hóa lại có hiệu quả cải thiện những triệu chứng của quá trình lão hóa.”

Những kết quả này cho thấy việc sử dụng thuốc có thể kích thích sự tái tạo mà không cần bệnh nhân phải nhịn ăn, vì việc nhịn ăn khá khó khăn với hầu hết mọi người. Một số bệnh nhân ung thư đang tiếp nhận hóa trị có thể được lợi từ nghiên cứu này khi tế bào ruột của họ thường bị tổn thương. Điều này cũng có lợi cho người già, những người trải qua nhiễm trùng đường ruột hoặc dạ dày.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang đánh giá hiệu quả của những phương pháp điều trị này và họ cũng đang nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc nhịn ăn lên khả năng tái tạo của những tế bào gốc ở cơ quan khác.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180503142852.htm